改变根金属物种形成和划分是互补的植物生长促进机制由细菌

文摘

在地下root-bacteria-metal系统的科学知识仍然受到明显限制。一个独特的研究基于使用同步加速器的x光吸收光谱(S-XAS)来确定锌(锌)的积累和物种形成芸苔属植物的根juncea接触锌污染与假单胞菌接种后brassicacearum和根瘤菌leguminosarum提供了坚实的证据,细菌隔绝锌改善锌毒性的化合物,降低其生物毒性和在网站缺乏锌敏感的细胞器。

metal-remediating植物与植物生长促进细菌的接种(调整)已经被观察到促进经济增长,同时增加金属积累在植物污染;这一过程可以进一步探索发展中“绿色”为金属污染环境修复技术(1,2]。然而,背后的机制增强植物生长在面对高有毒金属生物体内积累仍鲜为人知。

而研究确定调整执行的角色(s) plant-microbe共生关系在污染环境中正在进行全球共生固氮作用,基本植物的宏观和微观营养释放,保护植物对害虫和疾病,微生物金属吸附和维护的最优水平的激素分泌已经暗示可能通过调整促进经济增长和金属积累在植物毒性(3,4]。

然而,研究金属污染的媒体中必不可少的植物提供营养和生长激素,在实验条件下自由的植物病虫害报道减少金属毒性植物接种的调整。这些观察与金属物种形成中可能出现的变化引起的细菌,这是被视为一个主要植物生长促进机制(5- - - - - -7]。尽管这些研究提供了宝贵的见解对角色的理解金属封存的调整,他们大多使用破坏性分析技术(如化学提取激素、酶和细菌和植物营养素)研究细菌,金属,和植物三个不同的单位和金属物种形成变化的可能性非常高(在这些破坏性的样品制备方法3,6,8- - - - - -11]。然而bacteria-metal-plant系统是一个动态的系统,需要研究作为一个单元最小扰动下为了正确识别的角色的调整在金属易位、封存和植物的物种形成中可能出现的变化。

调查可能改变金属物种形成/ plant-microbe-metal系统中的协调,阶乘,完全复制植物生长实验进行了在英国爱丁堡大学温室种植芸苔属植物juncea(一个著名的金属积累植物)接种假单胞菌brassicacearum(芸苔属植物植物的内生植物隔离)根瘤菌leguminosarum(从三叶草植物rhizophyte孤立),对土壤污染的400毫克公斤锌(研究最广泛的金属污染物)作为锌添加硫酸(12]。

以确保最小中断bacteria-metal-plant系统,活植物被运送到了钻石光源;英国国家同步加速器科学设施,5周后种植。根线都被立即受到组合为基础的同步加速器micro-X-ray荧光成像(μ-XRF)研究锌积累和micro-X-ray吸收边附近的本质结构(μ-XANES)光谱探针锌物种形成在植物根部1]。

尽管细菌接种显著提高锌积累,p . brassicacearum表现出最穷的植物生长促进能力,r . leguminosarum孤独和结合p . brassicacearum显著增强b . juncea增长和锌生物体内积累1]。

亚细胞分析植物根μ-XRF成像显示,调整增强耐锌污染提高表皮锌划分取决于根殖民的性质(1,12]。在植物没有根结节(像b . juncea),r . leguminosarum主要居住在植物根系的根际12,13]。p . brassicacearum另一方面,隔绝芸苔属植物的根植物和已被证明是能够殖民内部根区域(12,14]。r . leguminosarum因此似乎间接接触锌与锌敏感的细胞器在植物根系通过确保只有雷竞技网页版增强锌根际的积累b . juncea根(1,12]。

此外,μ-XANES分析表明,减少植物生长在un-inoculated植物和植物接种p . brassicacearum是由于硫酸根锌,锌的积累,草酸锌和锌polygalacturonic酸;据报道形式,有毒植物的生长。然而,更好的增长和增加金属积累在植物接种r . leguminosarum和它的结合p . brassicacearum是由于根存储的锌螯合和更少的有毒形式的肌醇六磷酸锌和锌半胱氨酸(1,12]。一个概念模型提出了说明这个新观察到的现象图1。

年代

接种的金属积累转基因的植物和细菌分泌转移,提高他们的能力和使用转基因植物是活跃的植物修复研究领域(15,16]。除了提供新的见解,提高增长的机制下金属毒性,microbial-phytoremediation系统结合使用两个或两个以上的细菌在一个金属修正这些植物,被认为是一个更负担得起的和可持续的替代有毒金属污染的土壤的修复。然而更多的研究需要与不同的细菌组合和其他金属污染物来证实这种说法。

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